SU1084044A1

SU1084044A1 - Installation for thickening suspensions

Info

Publication number: SU1084044A1
Application number: SU823485343A
Authority: SU
Inventors: Леонид Михайлович Гребан
Original assignee: Государственный Проектный Институт "Укрводоканалпроект"
Priority date: 1982-08-23
Filing date: 1982-08-23
Publication date: 1984-04-07

Abstract

1. УСТАНОВКА ДНЯ СГУЩЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ, содержаща трубопровод дл подачи исходной суспензии, последовательно подключенные к нему фильтры , выполненные в виде вертикальных цилиндрических корпусов, внутри которых концентрично установлены перфорированные каркасы, обт нутые фильтровальной тканью трубопровод дл от:вода сгущенной суспензии, подключенный к последнему фильтру по его оси, и коллектор дл отвода осветленной жидкости из фильтров, отличающа с тем, что, с целью увеличени межремонтного срока службы, фильтры снабжены обтекаемыми дорнами, установлен1Ш1ми .концентрично внутри каркасов, и перфораци каркасов имеет вид пр моугольников, больша сторона которых перпендикул рна или располо-жена под острым углом к оси фильтра. .2. Установка по п. 1, отли чающа с тем, что.дорны выполнены одинаковой высоты и с диаметром , увеличивающимс в каждом последовательно подключенном фильтре.1. INSTALLATION OF THE DAY OF SUSPENSION BACKGROUND, containing a pipeline for supplying the initial suspension, filters connected in series with it, made in the form of vertical cylindrical housings, inside which perforated frameworks are wrapped around, a pipeline covered with filter cloth and: condensed suspension water connected to the last filter along its axis, and a collector for draining the clarified liquid from the filters, characterized in that, in order to increase the overhaul life, the filters are provided with a flow mymi mandrel, ustanovlen1Sh1mi .kontsentrichno within scaffolds, and scaffolds perforation has the form of rectangles, the large side of which is perpendicular or location with wife at an acute angle to the axis of the filter. .2. Installation according to claim 1, which differs in that the tracks are made of the same height and with a diameter increasing in each successively connected filter.

Description

СХ) 4CX) 4

4four

4;ik4; ik

Изобретение относитс к устройствам дл повышени концентрации взвешенных частиц в жидкости путем отделени жидкой фазы и предназначено дл попутного сгущени хвостовой пульпы при ее транспортировке от пульпонасосных .станций перекачки до /Хвоето хранилища.The invention relates to devices for increasing the concentration of suspended particles in a liquid by separating the liquid phase and is intended to simultaneously thicken the tail pulp when it is transported from a slurry pumping station to the / Tailor storage.

Известен сгуститель дл сгущени суспензий, состо щий из трубчатого корпуса, внутри которого установлены дугообразно изогнутые фильтрующие поверхности, образующие вместе с основным корпусом несколько изолированнЬк один от другого отсеков, в которые через фильтрун цую поверхность поступает отфильтрованна жидкость, а остающийс в центральной части корпуса исходный продукт за счет потери жидкой фазы сгущаетс и в этом виде выходит из сгустител . 4чнльтрующа поверхность периодически очищаетс от налипших частиц твердой фазы обратной проьаывкой, дл чего полости отсеков поочередно подключаютс к коллектору , откуда под давлением поступает пром шочна жидкость Cl Ц.A thickener is known for thickening suspensions, consisting of a tubular body, inside of which arcuate-curved filtering surfaces are installed, forming together with the main body several isolates from one another, into which filtered liquid flows through the filtering surface and the original product remaining in the central part of the body due to the loss of the liquid phase, it thickens and in this form leaves the thickener. The 4-surface is periodically cleaned from adhering solid particles by reverse-stitching, for which the cavities of the compartments are alternately connected to the collector, from which the flushing fluid Cl C. flows under pressure.

Недостатком устройства вл етс то, что дли суспензий, в которых тверда фаза представлена мелкими тверды- ми частицами, оно малопригодно, так как ввиду малых скоростей течени исходной пульпы относительно фильтрующих поверхностей на последних очень быстро образуетс малопроницаемый 35 слой, который может удал тьс только обратной промывкой, и в этом случае циклы последней станов тс слишком частши с большим расходом промывочной жидкости.40The drawback of the device is that for suspensions in which the solid phase is represented by small solid particles, it is of little use, since, due to the low flow rates of the initial pulp relative to the filtering surfaces, a very permeable 35 layer is very quickly formed on the latter, which can only be removed flushing, in which case the cycles of the latter become too frequent with a large flow rate of flushing fluid.40

Известно также фильтрующее устройство , представл ющее собой кожух, .внутри которого расположены трубчатые фильтрующие элементы, расположенBbie каждый в охватывающей его водоне 5 проницаемой трубе, причем исходна жидкость подаетс в полости, образованные зазорами между корпусами фильтров и охватывающими их трубами, фильтрат проходит через фильтрующие 50 элементы внутрь их и отводитс за пределы кожуха, а твердые частицы, находившиес в исходной жидкости, останавливаютс у поверхности фильтрующих элементов, и так как количество жид-55 кости уменьшаетс , а количество твердых частиц неизменно, смесь становитс более концентрированной и в этомIt is also known that the filtering device, which is a casing, inside of which are tubular filtering elements, is located Bbie in a permeable tube enclosing water 5, and the initial fluid flows into the cavities formed by the gaps between the filter housings and the pipes enclosing them, the filtrate passes through the filtering 50 the elements inside them are taken outside the casing, and the solid particles that were in the source liquid are stopped at the surface of the filter elements, and since the amount of liquid is 55 k spine is reduced, and the amount of solid particles is constant, the mixture becomes more concentrated and in this

виде выводитс из кожуха по отдельному каналу Г2 Д. . the form is output from the casing in a separate G2 D channel.

Недостатком устройства вл етс то, что перед фильтрующей поверхностью накапливаютс частицы твердой фазы , прижимающиес к ней, и так как этот процесс непрерыве. фильтрующа поверхность покрываетс все возрастающим слоем отложений, уменьшающих, пропускную способность фильтра по очищаемой жидкости и, как следствие, ухудшающих его сгущающую способность по взвес м. Увеличение скорости течени жидкости в канале перед фильтрующим элементом, способное обеспечить отрьш частиц твердой фазы от поверхности фильтрукицего элемента, прижимаемых к последней напором жидкости , приводит к слишком быстрому прохождению жидкости зоны фильтрации, увеличению габаритов устройства и энергоемкости процесса.The disadvantage of the device is that particles of the solid phase that are pressed against it accumulate in front of the filtering surface, and since this process is continuous. the filtering surface is covered with an ever-increasing layer of sediments reducing the filter capacity of the liquid being cleaned and, as a result, worsening its thickening ability of suspended matter. Increasing the flow rate of the fluid in the channel before the filter element, capable of providing otrysh solid particles from the surface of the filter element, pressed to the last pressure of the liquid, leads to too rapid passage of the liquid filtration zone, increasing the size of the device and the intensity of the process.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс установка дл сгущени пульпы, котора включает р д полых секций или фильтров, послeдoвaтeJ ьнo подключенных к пульповоду , перфорированные каркасы с фильтровальным материалом, установленные внутри каждой секции и раздел ющие . ее полость на проточный (змеевидный) канал и камеру осветленной воды. Камеры осветленной воды параллельно подключены к отвод щему трубопроводу. Преимуществом описанного устройства вл етс то, что его многосекционна конструкци обеспечивает при сравнительно высокой скорости пульпы достаточно большое врем контакта .с. «i фильтровальным материалом и высокую степень отделени жидкой фазы Сз J.The closest to the invention in technical essence and the achieved effect is a plant for pulp thickening, which includes a number of hollow sections or filters, which are connected to the slurry line, perforated frames with filtering material, installed inside each section and separating. its cavity to the flow (serpentine) channel and the chamber of clarified water. The clarified water chambers are connected in parallel to the discharge pipe. The advantage of the described device is that its multisectional structure provides, at a relatively high pulp velocity, a rather large contact time. "I filter material and a high degree of separation of the liquid phase Cz J.

Недостатком известного устройства вл етс то, что на поверхности перфорированного корпуса постепенно осаждаютс и образуют слой частицы пульпы. Этот слой существенно снижает скорость разделени фаз и производительность устройства в целом. Дл хот бы частичного срыва налипших частиц в проточном канале внутрипроточной части (дл пульпы) устанавливаютс обтекаемые тела, турбулизирующие поток. Однако такие элементы вследствие интенсивного абразивного износа сравнительно быстро истираютс . Эффективность турбулизации резко падает, а отложени пульпы на каркасе растут и снижают скорость ф1р1ьтрации . Устройство необходимо отключать и производить профилактический ремоит, хот все остальные детали могут хорошо работать в 5-10 раз дольше. Кроме того, установка допол- j нательных турбулизаторов значительно усложн ет конструкцию устройства и технологию его изготовлени .A disadvantage of the known device is that on the surface of the perforated case gradually precipitate and form a layer of pulp particles. This layer significantly reduces the phase separation rate and the performance of the device as a whole. For at least a partial disruption of adhered particles in the flow channel of the intra-flow part (for the pulp), streamlined bodies are established to turbulize the flow. However, such elements, due to intense abrasive wear, abrade relatively quickly. The efficiency of turbulence decreases sharply, and the deposition of pulp on the frame increases and reduces the rate of fippiration. The device must be turned off and preventive remit should be made, although all other parts can work well 5-10 times longer. In addition, installation of additional turbulators significantly complicates the design of the device and the technology of its manufacture.

Целью изобретени вл етс увеличени межремонтного срока службы. юThe aim of the invention is to increase the turnaround time. Yu

Поставленна цель достигаетс тем, что установка дл сгущени суспензий , содержаща трубопровод дл подачи исходной суспензии, последовательно подключенные к нему фильтры,t5 выполненные в виде вертикальных цилиндрических корпусов, внутри которых концентрично установлены перфорированные каркасы обт нутые фильтровальной тканью, трубопровод дл отво 20 да сгущеной суспензии, подключенный к последнему фильтру по его оси, и коллектор дл отвода осветленной жидкости из фильтров, последние снабжены обтекаемыми дорнами, установленными 25 концентрично внутри каркасов, и перфрраци каркасов имеет вид пр моугольников , больша сторона которых перпендикул рна оси фильтра.The goal is achieved by the installation for thickening suspensions, containing a pipeline for supplying the initial suspension, filters connected in series to it, t5 made in the form of vertical cylindrical shells, inside which perforated frameworks covered with filter cloth are concentrically mounted, a pipeline to separate 20 and thickened suspension connected to the last filter along its axis, and a collector for draining the clarified liquid from the filters, the latter are equipped with streamlined mandrels installed 25 concentrically inside the frames, and the framing of the frames has the form of rectangles, the larger side of which is perpendicular to the axis of the filter.

Кроме того, дорны выполнены одина- овой высоты и с диаметром, увеличи ающимс в каждом последовательно подлюченном фильтре.In addition, the mandrels are made of the same height and with a diameter increasing in each successively inserted filter.

При такой конструкции и параметрах ерфорированного каркаса исчезает не 35 бходимость в выполнении жестких турулизаторов Их функцию выполн ет алики, образующиес из пульпы на щеевидныХ отверсти х. Эти валики хорошо турбулизуют пограничный слой потока i ульпы и в то же врем не изнашивают Или, что более правильно, самовосстанавливаютс за счет транспОртируе-л мого материала. Эффект образовани турбулизирующих валиков наблюдаетс 45 особо интенсивно при наличии дорна в Кольцевом канале. Указанный фактор пЬзвол ет упростить конструкцию перфорированного каркаса и в несколько раз увеличить межремонтный срок его 50 службы. Самовосстановление, как процесс , обеспечивающий возвращение геометрических размеров валика к первоначальному , происходит при разрушении валика крупным включением в пуль- .55 пе (например частицей щебн , металла, дерева и т.д.). В этом случае в районе разрушенного валика степень турбулизации потока снижаетс , прижимающи силы на частрицы в пограничном слое валика превьшают отрываюпще, в резултате чего его размеры возрастают до величины, обеспечивающей при сопутствукнцем увеличении степени турбулизации потока пульпы наступление динамического равновеси частиц на поверхносГи валика, имевшее место до его разрушени (или деформации).With this design and the parameters of the perforated frame, it is no longer necessary to carry out rigid tourisers. Their function is performed by aliks, which are formed from the pulp on the visible holes. These rollers well turbulize the boundary layer of the flow i ulp and at the same time do not wear out. Or, more correctly, they self-repair due to the transportable material. The effect of the formation of turbulizing rollers is observed 45 especially intensively in the presence of a mandrel in the annular channel. The indicated factor allows us to simplify the design of the perforated frame and increase its service life over 50 times by several times. Self-healing, as a process that ensures the return of the geometric dimensions of the roller to the original, occurs during the destruction of the roller by a large inclusion in the pulp .55 ne (for example, a particle of rubble, metal, wood, etc.). In this case, in the area of the destroyed roller, the degree of turbulence in the flow decreases, pressing forces on the particles in the boundary layer of the roller exceed the separation, as a result of which its size increases to a value that ensures that the pulp flow begins to undergo dynamic equilibrium on the surface of the roller. before its destruction (or deformation).

Выполнение фильтров и каркасов в них идeнтичны IИ с дорнами различного диаметра обеспечивает посто нртво скорости потока и взаимозамен емость элементов.The implementation of filters and cages in them are identical with II with mandrels of different diameters, ensuring a constant flow rate and interchangeability of elements.

На фиг.1 представлена установка, общий вид, на фиг.2 - участок перфорированного каркаса, на фиг.З - то же, при работе установки.Figure 1 presents the installation, a general view, figure 2 - a section of a perforated frame, fig.Z - the same, when the installation.

Установка дл сгущени суспензий содержит фильтры 1-4. К фильтру 1 подключен пульпопровод 5. Фильтры 1-4 последовательно подключены один к другому патрубками 6-8. Внутри каждого фильтра установлены перфорированные каркасы 9 с фильтровальнымThe slurry thickener contains filters 1-4. The pipeline 1 is connected to the filter 1. The filters 1–4 are connected in series with one another by branch pipes 6–8. Inside each filter, perforated frames 9 are installed with filtering

материалом 10, раздел ющие полость соответствующего фильтра на проточ ный канал 11 и камеру 12 дл осветI ленной воды. Установка содержит такiже отвод щий коллектор или трубопрсвод 13, к которому параллельно подключены патрубками 14-17 камеры 12 всех фильтров.material 10 separating the cavity of the corresponding filter to the flow channel 11 and the chamber 12 for the illuminated water. The installation also contains a discharge manifold or pipework 13, to which the inlets 14–17 of the chamber 12 of all filters are connected in parallel.

Отверсти 18 каждого перфорированного каркаса 9 выполнены щелевидными и ориентированы длинными кромками перпендикул рно или под острым углом к вертикальной оси проточного канала 11, Отношение суммарной площади перфорированного каркаса 9 составл ет от 0,3 до 0,7. Расчеты и проработка показывают, что при большем соотношении против щелевидных отвергстий , с уменьшением шероховатости поверхности-, а при меньшем снижаетс эффективность турбулизации и уменьшаетс эффективна площадь фильтрации.The holes 18 of each perforated frame 9 are slit-shaped and oriented with long edges perpendicular or at an acute angle to the vertical axis of the flow channel 11. The ratio of the total area of the perforated frame 9 is from 0.3 to 0.7. Calculations and elaborations show that with a larger ratio against slit-like holes, with a decrease in surface roughness, while with a smaller ratio, the efficiency of turbulization decreases and the effective filtration area decreases.

Внутри проточных каналов 11 установлены обтекаемые дорны 19-22, поверхность каждого из которых эквидистантна внутренней поверхности соответствующего перфорированного каркаса. Дл обеспечени взаимозамен емости фильтров они имеют одинаковые размеры, а дорны выполнены разного диаметра. При этом дорн 19 имеетInside the flow channels 11 are installed streamlined mandrels 19-22, the surface of each of which is equidistant to the inner surface of the corresponding perforated frame. To ensure the interchangeability of filters, they have the same dimensions, and the mandrels are made of different diameters. At the same time Dorn 19 has

наимень гай диаметр и, следовательно, площадь проходного сечени канала It в этом фильтре максимальна. Диаметр обтекаемого дорна 20 фильтра 2 превышает диаметр дорна V9 и т.д. Таким 5 образом, максимальный диаметр имеет дорн 22, следовательно зазор между ним и перфорированным каркасом минимален . Это позвол ет соблюдать требуемую гидродинамику движени пульпы 10 при уменьшении ее объема по мере обезвоживани .the smallest diameter and, consequently, the area of the channel section It in this filter is maximum. The diameter of the streamlined mandrel 20 filter 2 exceeds the diameter of the mandrel V9, etc. In this way, the maximum diameter has a mandrel 22, therefore the gap between it and the perforated frame is minimal. This makes it possible to observe the required hydrodynamics of the movement of the pulp 10 while reducing its volume as it dehydrates.

. Работает установка следующим образом .,. The installation works as follows.,

По пульпопроводу 5 подлежаща 15 сгущению суспензи (пульпа) Поступает в проточный канал 11 фильтра 1. При прохождении пульпы по проточному каналу 11 жидка фаза начинает поступать через фильтровальный материал 20The slurry 5 to be condensed (pulp) 15 enters the flow channel 11 of filter 1. As the pulp passes through the flow channel 11, the liquid phase begins to flow through the filtering material 20

10в камеру осветленной щоды 12.в св зи с наличием, перепада давлени между жидкостью в проточном канале10 into the chamber of the clarified scapia 12. due to the presence of a pressure drop between the liquid in the flow channel

11и в камере осветленной воды 12.11 and in the clarified water chamber 12.

. Перед фильтрую11(им материалом начиНа- 25 ют откладыватьс твердые частицы из пульры, которые повышают степень очистки осветленной воды, но увеличивают сопротивление фильтрующе1:о перехода и уменьшают производительность, зо Твердые частицы непрерывно накапливаютс около фильтрухнцего материала, . так как этот материал занимает только часть поверхности каркаса, последн со стороны проточной части приобрету--, ет волнообразный вид, вызванный тем, что твердые частицы накапливаютс в виже валиков только против окон с фильтрующим материалом, а на водоне-i проницаемых участках твердые частицы не задерживаютс . С течение времени высота валиков твердых частиц увеличиваетс , что приводит к росту турбулентности потока и, следовательно. к увеличению отрывакицих сил, действующих на периферийные частици.Л « кой-то момент отрывающие к прижинаюоие силы уравниваютс и с этого момета валики остаютс практически посто нными по размерам, в этом режиме периферийные частищд, наход щиес в неустойчивом равновесии, будут непрерывно отрыватьс и уходить в поток, а на их место будут подходить другие частицы из пульпы. Осветленна за. счет напорной фильтрации через слой твердых отложений в валике жидка фаза поступает в камеру 12.. Before the filter11 (they begin to deposit solid particles from the pulra, which increase the degree of purification of the clarified water, but increase the resistance of the filtering1: transition and reduce productivity, solid particles accumulate around the filtering material, because this material takes only a part the surface of the frame, the latter on the side of the flow part, acquires a wavelike appearance caused by the fact that solid particles accumulate in the roller rollers only against windows with filtering materials solid particles do not linger on the water-i permeable areas. Over time, the height of the rollers of solid particles increases, which leads to an increase in flow turbulence and, consequently, to an increase in the breaking of the forces acting on the peripheral particles. Prizhinayuyu forces are equalized and from this moment the rollers remain almost constant in size, in this mode the peripheral parts, which are in unstable equilibrium, will continuously come off and go into the flow, and in their place will dit other particles from the pulp. Clarified for. through pressure filtration through a layer of solid deposits in the roller, the liquid phase enters the chamber 12.

Остальные фильтры работают аналогичНьм образом. Осветленна вода из камер 12 всех фильтров поступает в отвод щий трубопровод 13. Сгущенна пульпа выводитс из фильтра 4. ОбтеKaetOJe дорны 19-22 формируют кольцевой поток пульпы в каждой секции с тем, чтобы обеспечить услови турбулизации lio всей толщине потока.The rest of the filters work in the same way. The clarified water from chambers 12 of all filters enters the discharge pipe 13. Condensed pulp is withdrawn from filter 4. Around KaethoJe mandrels 19-22 form an annular flow of pulp in each section in order to ensure the condition of turbulence lio to the entire thickness of the stream.

Преимущества предлагаемого технического решени по сравнению с прототипом заключаетс в том, что использование дл турбулизации потока otnoжений сгущенной пульпы позвол ет обойтись без ранее изготавливавшихс жестких устройств дл турбулизации. Помимо существенного упрощени конСТРУКШ1И и технологии изготовлени перфорированно|Го каркаса это обеспечивает р д других преимуществ. В частности, межремонтный срок службы устройства может быть увеличен в 3-5 раз, так как валики из пульпы по мере разрушени самовосстанавливаютс . Жесткие завихрители в прежних конструкци х не имеют такой способности и Изнашиваютс намного раньше остальных деталей. Устранение износа турбулизирующих элементов позвол ет сохран ть высокую производительность устройства на прот жении всего межремонтного периода, в то врем как в известных конструкци х она падает по мере разрушени выступов. Фиг. 1The advantages of the proposed technical solution in comparison with the prototype lies in the fact that the use of thickened pulp for the turbulence in the flow of otnosheniye eliminates the previously manufactured rigid devices for the turbulization. In addition to the substantial simplification of the design and perforated | Go frame technology, this provides a number of other advantages. In particular, the overhaul life of the device can be increased by 3-5 times, since the rollers from the pulp will self-recover as they break. Hard swirlers in previous designs do not have this ability and wear out much earlier than other parts. The elimination of wear of the turbulizing elements allows the device to maintain a high performance throughout the entire overhaul period, while in known designs it decreases as the protrusions are destroyed. FIG. one

Фи1.3Phi1.3

Claims

1. INSTALLATION FOR SUSPENSION THICKNING, containing a pipeline for supplying the initial suspension, filters connected in series, made in the form of vertical cylindrical housings, inside which concentric perforated frames are installed concentrically, piping for draining the thickened suspension is fitted with filter cloth, and connected to the last filter through it axis, and a collector for draining clarified liquid from the filters, characterized in that, in order to increase the overhaul life, the filters are provided with streamlined rnami mounted concentrically within scaffolds, and scaffolds perforation has the form of rectangles larger side of which is perpendicular or at an acute angle to the axis of the filter.

.2. Installation according to claim 1, about l and - ® characterized in that the mandrels are made of the same height and with a diameter increasing in each filter connected in series.

SU „„ 1084044>

.1084044